近紅外光譜分析技術(shù)就是利用激光給分子進(jìn)行“拍照”，用于分子的識別，因其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而成為世界各國軍事、民用科研的尖端科目。在中國，一群勇于創(chuàng)新的科學(xué)家運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)解決了在軌航天器有害氣體檢測難題，還把“駕馭”激光消除有害物質(zhì)作為最新科研項(xiàng)目，使我國在自主控制激光這一領(lǐng)域達(dá)到世界先進(jìn)水平。南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所的劉偉偉，就是這群科學(xué)家的領(lǐng)軍人。

光譜儀搬進(jìn)太空艙 宇航員生命安全更有保障

2011年9月29日21時(shí)16分3秒，我國第一個(gè)目標(biāo)飛行器和空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，飛行器由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙構(gòu)成，我國自主研發(fā)的“全光纖近紅外光譜儀”就安放在這里。

“它能隨時(shí)檢測在軌航天器里的空氣成分，當(dāng)場獲得檢測結(jié)果，保障宇航員艙在內(nèi)能夠安全地活動(dòng)并展開航天科學(xué)任務(wù)?！币姷絼r(shí)，他正從實(shí)驗(yàn)室出來，雖然初次見面寒暄不多，可一說起自己和全課題組的科研成果，劉偉偉立馬打開了話匣子。

“載人航天最重要的一項(xiàng)指標(biāo)是保障航天員的艙內(nèi)安全，其中有害氣體的檢測極為關(guān)鍵，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)有害氣體，也一直是國際宇航界的難題?！眲F(tuán)隊(duì)研發(fā)的“全光纖近紅外光譜儀”的原理就是用光學(xué)的手段對太空艙里空氣中的各種成分進(jìn)行區(qū)分和分析判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有害氣體。

為什么太空艙里會(huì)產(chǎn)生有害氣體呢?原來，“天宮一號”的太陽能電池翼、電源分系統(tǒng)的所有設(shè)備、導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)中6個(gè)控制力矩陀螺都在資源艙內(nèi)，其中還包括飛行器的燃料?！霸O(shè)備的電線外皮材料受熱，動(dòng)力燃料、制冷劑等的泄漏都會(huì)導(dǎo)致艙內(nèi)有害氣體增加?！眲ジ嬖V北方網(wǎng)新媒體記者，“‘天宮一號’又是密閉空間，艙內(nèi)如果出現(xiàn)有害氣體不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的話，可能會(huì)直接威脅艙內(nèi)人員的生命安全，后果不堪設(shè)想?！?

“傳統(tǒng)的方法是定時(shí)對空氣進(jìn)行采樣檢測，一般要幾小時(shí)甚至幾天才能得出結(jié)果，可是空氣是隨時(shí)在變化的，幾個(gè)小時(shí)之后，成分就可能大不一樣。”劉偉偉繼續(xù)介紹，而光譜分析方法可以遠(yuǎn)程控制激光，完全不需要進(jìn)入現(xiàn)場采樣，也能當(dāng)場獲得檢測結(jié)果，“如果真的發(fā)現(xiàn)有害氣體，宇航員也能第一時(shí)間獲得信息，與資源艙及時(shí)進(jìn)行分離。這比傳統(tǒng)的大氣采樣更及時(shí)更精確，也更能保障宇航員在艙內(nèi)的安全?！?